CN1976171B - 永磁式旋转机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能降低将具有大于旋转轴插入孔的内径的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔时的影响的永磁式旋转机械。在转子（50）的旋转轴插入孔（59）插入具有大于旋转轴插入孔（59）的内径的外径的旋转轴（60）。在转子（50）的主磁极部（a）设置有磁铁插入孔（51a1）。永久磁铁（52a1～52a3）以在磁铁插入孔（51a1）和永久磁铁（52a1～52a3）之间形成有间隙的方式被插入磁铁插入孔（51a1）。相比磁铁插入孔（51a1）在外周侧设置有铆接销插入孔（55a）、在径方向长的铆接部（57a1、57a2）。铆接销（56a）以在铆接销插入孔（55a）和铆接销（56a）之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔（55a）。在辅助磁极部（ab、da）设置有通路孔（58ab、58da）。

Description

永磁式旋转机械
技术领域
本发明涉及一种永久磁铁被插入设置在转子上的磁铁插入孔中的永磁式旋转机械，特别是涉及一种降低在转子轴插入孔插入旋转轴时的影响的技术。
背景技术
作为驱动被设置在空气调节机(空调设备)或者电冰箱等的压缩机的电动机，使用具备在磁铁插入孔中插入了永久磁铁的转子的永磁式电动机(被称为“永久磁铁埋入式电动机(Interior Permanent Motor：IPM Motor)”)。
在永磁式电动机，具备：有齿的定子和、经由齿的前端面和间隙可旋转地被配置的转子。以往，公知有JP特开平7-236239号公报记载的永磁式电动机。这种以往的永磁式电动机的转子850如图11所示。图11是转子850的与轴方向成直角的横截面图。
转子850是层叠多张电磁钢板而形成的。转子850的外周面由构成磁极的凸极部850A1～850A4和、凹部850B1～850B4构成。在转子850设置有旋转轴插入孔859、磁铁插入孔851a～851d、铆接销插入孔855a～855d、铆接部(interlock)857ab～857da、通路孔858ab～858da。
具有大于旋转轴插入孔859的内径的外径(具有过盈量)的旋转轴860，通过“热压配合方法”或者“压配合方法”而被插入旋转轴插入孔859。“热压配合方法”是通过加热转子850而扩大了旋转轴插入孔859的内径之后，将旋转轴860插入旋转轴插入孔859的方法。“压配合方法”是通过用强力的力量推旋转轴860，将旋转轴860插入旋转轴插入孔859的方法。
永久磁铁852a～852d通过压配合方法被插入磁铁插入孔851a～851d。
用于一体化层叠了的电磁钢板的铆接销856a～856d被插入铆接销插入孔855a～855d。
作为铆接部857ab～857da，设置有在圆周方向长的铆接部。铆接部857ab～857da是在层叠电磁钢板时用于固定电磁钢板的。
通路孔858ab～858da作为油通路来使用。
在图11所示的现有例的转子850中，旋转轴860通过“热压配合方法”或者“压配合方法”而被插入转子850的旋转轴插入孔859。因此，若将旋转轴860插入旋转轴插入孔859，则旋转轴插入孔859的内周面被旋转轴860挤压，转子850的外径如图11的虚线所示那样地扩大。若转子850的外径扩大，则定子绕线的感应电压所包含的高次谐波成分增加，由高次谐波成分引起的铁损也增加。因此，电动机的性能会降低。此外，当因转子850的外径扩大，而使定子的内周面和转子的外周面之间的间隙不均匀地变窄时，声音和振动会增加。
进而，在现有例的转子850中，永久磁铁852a～852d通过压配合方法被插入磁铁插入孔851a～851d。因此，扩大转子外径的应力会施加给永久磁铁852a～852d，从而有可能导致永久磁铁852a～852d破碎或者裂口。特别是使用“热压配合方法”将旋转轴860插入旋转轴插入孔859时，因转子850的热膨胀率和永久磁铁852a～852d的热膨胀率的差异而产生的应力也会施加给永久磁铁852a～852d。因此，导致永久磁铁852a～852d破碎或者裂口的可能性更高。
另外，为了降低施加给永久磁铁852a～852d的应力，若使过盈量(＝旋转轴的外径-旋转轴插入孔的内径)减小，则恐怕旋转轴860会空转。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种降低将具有大于旋转轴插入孔的内径的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔时的影响的技术。
一种永磁式旋转机械，其具备定子和转子，在转子上，从与轴方向成直角的截面来看，在圆周方向交互地配置有主磁极和辅助磁极，在主磁极，沿转子的轴方向设置有插入了永久磁铁的磁铁插入孔，还在转子上，沿转子的轴方向设置有插入了旋转轴的旋转轴插入孔和插入了铆接销的铆接销插入孔，在旋转轴插入孔插入具有比旋转轴插入孔的内径大的外径的旋转轴，其特征在于，转子的外周面从与轴方向成直角的截面来看，由第一外周面和第二外周面构成，该第一外周面与主磁极部的d轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第一曲线形状，该第二外周面与辅助磁极部的q轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第二曲线形状，第一外周面的第一曲线形状形成为以d轴上的转子的中心为曲率中心、具有半径Rd的圆弧形状，第二外周面的第二曲线形状形成为以q轴上的、从转子的中心向与该第二外周面相反侧离开的点为曲率中心、具有比半径Rd大的半径Rq的圆弧形状，使得第二外周面和定子的内周面之间的距离的最大值大于第一外周面和定子的内周面之间的距离的最大值，铆接销插入孔被设置在辅助磁极上，永久磁铁以在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。
一种永磁式旋转机械，其具备定子和转子，在转子上，从与轴方向成直角的截面来看，在圆周方向交互地配置有主磁极和辅助磁极，在主磁极部，沿转子的轴方向设置有插入了永久磁铁的磁铁插入孔，还在转子上，沿转子的轴方向设置有插入了旋转轴的旋转轴插入孔、插入了铆接销的铆接销插入孔和、通路孔，其特征在于，转子的外周面从与轴方向成直角的截面来看，由第一外周面和第二外周面构成，该第一外周面与主磁极部的d轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第一曲线形状，该第二外周面与辅助磁极部的q轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第二曲线形状，第一外周面的第一曲线形状形成为以d轴上的转子的中心为曲率中心、具有半径Rd的圆弧形状，第二外周面的第二曲线形状形成为以q轴上的、从转子的中心向与该第二外周面相反侧离开的点为曲率中心、具有比半径Rd大的半径Rq的圆弧形状，使得第二外周面和定子的内周面之间的距离的最大值大于第一外周面和定子的内周面之间的距离的最大值，铆接销插入孔在转子的主磁极部，相比磁铁插入孔被设置在外周侧，通路孔被设置在转子的辅助磁极部，永久磁铁以在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。
本发明以具有定子和转子的永磁式旋转机械为对象，其中，该转子设置有插入了永久磁铁的磁铁插入孔和、插入了旋转轴的旋转轴插入孔。在转子上，在圆周方向交互地配置有主磁极部和辅助磁极部。在主磁极部设置有磁铁插入孔。由此，能够利用由永久磁铁的磁通所产生的磁转矩、和由辅助磁极部的凸极性所产生的磁阻转矩这两者。转子由层叠了多张电磁钢板的层叠体构成。
在一个发明中，旋转轴的外径形成得比旋转轴插入孔的内径大。作为将具有大于旋转轴插入孔的内径的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔的方法，典型地使用“压配合方法”或者“热压配合方法”。
永久磁铁以在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔。典型地是通过“间隙配合法”插入。例如，将永久磁铁的与轴方向成直角的截面的外周形状形成得比磁铁插入孔的与轴方向成直角的截面的内周形状小。此时，以至少在转子的径方向形成间隙的方式形成永久磁铁的外周形状或者磁铁插入孔的内周形状。
由此，将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的、起到扩大转子的主磁极部的外径的作用的应力，由磁铁插入孔和永久磁铁之间的间隙吸收。因此，能够在降低转子的主磁极部的外径的扩大量的同时，防止永久磁铁破碎或者裂口。
铆接销插入孔被设置在辅助磁极部。并且，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。典型地通过“间隙配合法”插入。例如，铆接销的外周形状(典型地是外径)形成得比铆接销插入孔的内周形状(典型地是内径)小。此时，以至少在转子的径方向形成间隙的方式形成铆接销的外周形状或者铆接销插入孔的内周形状。铆接销用于使层压了的电磁钢板的层叠体一体化。
由此，将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的、起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力，由铆接销插入孔和铆接销之间的间隙吸收。因此，能够降低转子的辅助磁极部的外径的扩大量。
此外，在直接连接转子的内周面和转子的外周面的辅助磁极部，由于用铆接销使转子一体化，所以能够提高转子的强度。
在一个发明中，在辅助磁极部，通路孔也可以被设置在转子的轴方向。通路孔，典型地由在旋转轴的轴方向连通的孔构成。通路孔可以用作让压缩机的冷却介质或者润滑油等介质流过的通路。冷却介质也包括空气。
此时，起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力，由铆接销插入孔与铆接销之间的间隙以及通路孔的空间吸收。因此能够更进一步减低转子的辅助磁极部的外径的扩大量。
在辅助磁极部设置铆接销插入孔和通路孔时，优选将通路孔设置在铆接销插入孔的内周侧。
此时，因为起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力，首先由通路孔的空间吸收，所以能够有效地降低转子的辅助磁极部的外径的扩大量。
此外，通过在内周侧设置通路孔，与在外周侧设置了通路孔的情况比较，作用于在通路孔内流动的介质的离心力(流体阻力)会被降低。因此，介质能够容易地流过通路孔内。
在其他的发明中，旋转轴的外径，形成得比旋转轴插入孔的内径大。作为将具有比旋转轴插入孔的内径大的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔的方法，典型地使用“压配合方法”或者“热压配合方法”。
在主磁极部设置有磁铁插入孔和铆接销插入孔。铆接销插入孔相比磁铁插入孔被设置在外周侧。并且，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。并且，在铆接销插入孔中，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插着。典型地使用“间隙配合法”插入。
由此，将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的、起到扩大转子的主磁极部的外径的作用的应力，由磁铁插入孔和永久磁铁之间的间隙、铆接销插入孔和铆接销之间的间隙吸收。因此，能够在降低转子的主磁极部的外径的扩大量的同时，防止永久磁铁破碎或者裂口。
在由层叠了多张电磁钢板的层叠体构成转子时，主磁极部的、相比磁铁插入孔在外周侧的位置有时在轴方向膨胀，而使轴方向的长度变长。在本发明中，在主磁极部的、相比磁铁插入孔在外周侧的位置，通过铆接销而将转子一体化，所以能够抑制主磁极部的、相比磁铁插入孔在外周侧的位置在轴方向膨胀，并能防止轴方向的长度变长。
此外，在本发明中，由于在主磁极部的、相比磁铁插入孔的外周侧设置了铆接销插入孔以及铆接销，所以主磁极部的外周侧的磁阻变大。由此，能够降低流到主磁极部的外周侧的、成为声音和振动产生的原因的磁通。
在辅助磁极部设置有通路孔。通路孔典型地由在旋转轴的轴方向连通的孔构成。通路孔可以用作让压缩机的冷却介质或者润滑油等介质流过的通路。
由此，将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的、起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力，由通路孔的空间吸收。因此，能够降低转子的辅助磁极部的外径的扩大量。
在上述一个发明以及其他的发明中，在主磁极部和辅助磁极部的至少一方，设置有在转子的径方向长的铆接部(interlock)。铆接部在层叠电磁钢板形成层叠体时，用于固定电磁钢板。铆接部，通过加工电磁钢板而形成，并形成为具有凹凸部的凸起状的楔形。在转子的径方向长的铆接部，典型地是从转子内周侧向转子外周侧以及从转子外周侧向转子内周侧、在轴方向倾斜的楔状的凸起。
由此，起到扩大转子的主磁极部或者辅助磁极部的外径作用的应力，也由铆接部的倾斜部吸收。因此，能够进一步降低转子的主磁极部或者辅助磁极部的外径的扩大量。
将在转子的径方向长的铆接部设置在主磁极部时，优选设置在主磁极部的相比磁铁插入孔的外周侧。通过将铆接部设置在相比磁铁插入孔的外周侧，能够提高主磁极部的外周侧的磁阻。因此，能够降低流到主磁极部的外周侧的、成为声音和振动产生的原因的磁通。
优选铆接部相比铆接销插入孔或者通路孔被设置在外周侧。
由于定子的槽(slot)、或者由于PWM(脉冲宽度调制)控制方式的反相器的使用，高频磁通会流到转子的外周部。如果高频磁通流到转子的外周部，则铁损会增加而电动机特性会降低。该高频磁通能够通过提高转子的外周部的磁阻来降低。
铆接部通过使电磁钢板变形而被形成。因此，设置了铆接部时的磁阻的增加量，大于设置了铆接销插入孔或者通路孔时的磁阻的增加量。因此，通过在相比铆接销插入孔或者通路孔在外周侧设置铆接部，从而能够有效地降低由流到转子的外周部的高频磁通而导致的铁损。
此外，为了避免由转子的离心力产生的影响等，优选避开在转子的外周部配置部件。铆接部不需要附加部件。因此，在转子的外周部设置了铆接部时，由转子的离心力产生的影响少。
上述的应力对辅助磁极部的影响比对配置了永久磁铁的主磁极部的影响大。因此，也存在起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力仅由铆接销插入孔与铆接销之间的间隙、通路孔的空间、铆接部不能吸收的情况。此时，转子的辅助磁极部的外周面与定子的内周面之间的间隙(缝隙)变窄，转子的外周面与定子的内周面之间的间隙不均匀地变窄。如果转子的外周面与定子的内周面之间的间隙不均匀地变窄，会产生齿槽转矩，从而会产生声音或者振动。
因此，转子的外周面由与主磁极部的d轴交叉的、具有第一曲线形状的第一外周面和、与辅助磁极部的q轴交叉的、具有第二曲线形状的第二外周面构成，并且，优选以第二外周面与定子的内周面之间的间隙的最大值大于第一外周面与定子的内周面之间的间隙的最大值的方式形成第一以及第二曲线形状。第一以及第二曲线形状在外周方向形成为突状。
主磁极部的d轴是连接转子的中心和主磁极部的圆周方向中心的线，辅助磁极部的q轴是连接转子的中心和辅助磁极部的中心的线。定子的内周面典型地就是被设置在定子上的齿的前端面(齿前端面)。
由此，能够防止因将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的应力使辅助磁极部的外周面和定子的内周面之间的间隙(缝隙)变窄。
第一以及第二曲线形状能够形成为适合的形状。
第一以及第二外周面的宽度或者、第一以及第二外周面与定子的内周面之间的间隙的最大值被适当地设定。
此外，通过由与d轴交叉的第一外周面和与q轴交叉的第二外周面构成的转子的外周面，从而能够抑制磁通在第一外周面与第二外周面的交界部急剧变化。由此，能够抑制定子绕线的感应电压所包含的高次谐波成分的增加。因此，能够提高基于定子绕线的输入电压和输入电流的转子的位置检测精度。
典型地，第一曲线形状形成为中心在d轴上的圆弧形状，第二曲线形状形成为中心在q轴上的曲线形状。第一曲线形状以及第二曲线形状既可以形成为具有相同的中心的圆弧形状，也可以形成为具有不同中心的圆弧形状。形成为具有不同中心的圆弧形状时，第二曲线的曲率半径被设定为大于第一曲线形状的曲率半径。
由此，转子的制造变得容易。此外，能够有效地抑制磁通在第一外周面与第二外周面的交界部急剧变化。
在上述一个发明以及其他的发明中，在转子的外周面，可以在与磁铁插入孔的外周侧端壁对向的位置上形成有凹部。
转子的外周面由具有第一曲线形状的第一外周面和具有第二曲线形状的第二外周面构成时，凹部形成于第二外周面。
通过在与磁铁插入孔的外周侧端壁对向的位置形成凹部，能够抑制从永久磁铁所产生的磁通经由定子的齿而被短路。由此，能够降低由磁通的短路引起的齿槽转矩。
本发明的永磁式旋转机械，能够适于驱动压缩机的电动机、安装在汽车上的电动机。
如果使用本发明的永磁式旋转机械，能够降低将具有大于旋转轴插入孔的内径的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的、起到扩大转子的辅助磁极部的外径的作用的应力带来的影响。例如，能够降低转子的外径的扩大量此外，能够防止永久磁铁破碎或者裂口。由此，能够提高性能。
附图说明
图1是使用了本发明的永磁式旋转机械的压缩机的一个例子的纵向截面图。
图2是本发明的永磁式旋转机械的转子的纵向截面图。
图3是第一实施例的永磁式旋转机械的定子以及转子的横截面图。
图4是第一实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图5是第二实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图6是第三实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图7是第四实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图8是第五实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图9是第六实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图10是第七实施例的永磁式旋转机械的转子的横截面图。
图11是现有例的转子的横截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。以下，针对采用本发明的永磁式旋转机械作成永久磁铁埋入式电动机的结构进行说明。
图1、图2表示使用了本发明的永久磁铁埋入式电动机(以下称为“永磁式电动机”)的压缩机。图1是压缩机10的纵向剖面图。图2是图1所示的永磁式电动机30的转子50的纵向剖面图。
压缩机10由压缩机构部20、永磁式电动机30、储液器(accumulator)70等构成。压缩机构部20和永磁式电动机30被配置在密闭容器11内。在密封容器11设置有吸入管71和排出管12。
储液器70分离冷却介质(例如冷却气体)和润滑油。由储液器70分离的冷却介质经由吸入管71被返回至压缩机构部20。此外，由储液器70分离的润滑油被返回至润滑油存留处25。
压缩机构部20具有气缸21、和由旋转轴60驱动的偏心转子22。压缩机构部20利用偏心转子22的旋转在气缸21内压缩从吸入管71吸入的冷却介质。
在压缩机构部20被压缩的冷却介质通过形成在永磁式电动机30的定子40的通路(孔、切口)、形成在转子50上的通路孔、定子40与转子50之间的间隙(缝隙)等，从排出管12被排出。
此外，利用旋转轴60的旋转，被存留在润滑油存留处25的润滑油被供给到压缩机构部20的滑动部。润滑过各滑动部的润滑油，被返回到润滑油存留处25。
在图1所示的压缩机10中，冷却介质和润滑油混在了一起的介质从排出管12被排出。
永磁式电动机30具有定子40和转子50。
本实施方式的定子40是由层叠了多张薄板状的电磁钢板的层叠体而构成的。在定子40上，如图3所示，在内周侧形成有齿42，在外周侧形成有凹部44。定子40的外周形状被适当地确定。在齿42的前端部，在圆周方向的两侧设置有齿端部42b、42c。并且，在与转子50的外周面对向的一侧，在齿端部42b和42c之间设置有齿前端面42a。
利用定子40的相邻的齿42，形成有槽43。并且，在槽43内，收容定子线圈41(参照图1)。定子线圈41，通过例如分布卷绕方式或者集中卷绕方式而被收容在槽43内。
定子40的凹部44，形成让在压缩机构部20被压缩的冷却介质通过的通路。
转子50为筒形并且可旋转地被配置在定子40的内周侧。此时，转子50的外周面和定子40的内周面(齿前端面42a)之间的间隙(缝隙)被设定在规定范围内。
转子50是由层叠了多张薄板状的电磁钢板的层叠体而构成的。如图2所示，在转子50，沿转子50的轴方向形成有旋转轴插入孔59、磁铁插入孔51、铆接销插入孔55。另外，虽然图2中没有表示，但是在本实施例的转子50中，通路孔(例如图4的58ab、58da)沿转子50的轴方向被形成。
在旋转轴插入孔59插入有旋转轴60。在本实施例中，旋转轴60的外径形成得比旋转轴插入孔59的内径大。此时，旋转轴60的外径与旋转轴插入孔59的内径的差(旋转轴60的外径-旋转轴插入孔59的内径)称为“过盈量”。作为将具有大于旋转轴插入孔59的内径的外径的旋转轴60插入旋转轴插入孔59的方法，典型地使用“压配合方法”或者“热压配合方法”。
在“热压配合方法”，通过加热转子50而使转子50膨胀，来扩大旋转轴插入孔59的内径。然后，将旋转轴60插入旋转轴插入孔59。其后，冷却转子50，由此使转子50收缩，从而缩小旋转轴插入孔59的内径。由此，旋转轴60被牢固地安装到旋转轴插入孔59中。在“压配合方法”中，通过给旋转轴60施加强力，将旋转轴60插入旋转轴插入孔59。
在磁铁插入孔51插入有永久磁铁52。
在层叠体的轴方向两端部配置有端板54。并且，利用被插入到铆接销插入孔55的铆接销56，层叠体和端板54被一体化。
54a是用于调整转子50的平衡的平衡块(balance weight)。
另外，在各电磁钢板，在层叠各电磁钢板时，形成用于固定各电磁钢板的铆接部。
接着，下面说明本发明的永磁式电动机的转子的各实施例。
此外，在以下的各实施例中，针对磁极数为4(极对数为2)的转子进行说明。并且，使用图1和图3所示的结构的定子40。
另外，转子从与轴方向成直角的横截面图来看，在圆周方向交互配置设置有磁铁插入孔的主磁极部和辅助磁极部。下面，用主磁极部a、b、c、d表示各主磁极部，用辅助磁极部ab、bc、cd、da表示各辅助磁极部。并且，对在各主磁极部设置的要素标注标记a～d或A～D，对在辅助磁极部设置的要素标图标记ab～da或AB～DA。另外，由于各主磁极部和各辅助磁极部的结构相同，所以，在下面，主要针对主磁极部a的结构和在主磁部a的圆周方向两侧配置的辅助磁极部ab、da的结构进行说明。通过在圆周方向交互配置主磁极部和辅助磁极部，从而能够利用由永久磁铁的磁通所产生的磁转矩(magnet torque)、和由辅助磁极部的凸极性所产生的磁阻转矩这两者。通过调整辅助磁极部ab～da的磁通通路宽度，从而能调整磁阻转矩。
另外，将连接旋转轴插入孔的中心(转子的中心)和主磁极部的圆周方向中心的线表示为“主磁极部的中心线”或者“d轴”，将连接旋转轴插入孔的中心(转子的中心)和辅助磁极部的圆周方向中心的线表示为“辅助磁极部的中心线”或者“q轴”。
[第一实施例]
图3以及图4表示第一实施例的永磁式旋转机械的转子50。图3以及图4是本实施例的转子50的、与轴方向成直角的横截面图。
在转子50的中央部设置有旋转轴插入孔59。转子50的外周面，由与主磁极部a～d对应的、具有第一曲线形状的第一外周面50A～50D和、与辅助磁极部ab～da对应的、具有第二曲线形状的第二外周面50AB～50DA构成。关于第一外周面50A～50D、第二外周面50AB～50DA的曲线形状在后面叙述。
在转子50的主磁极部a～d设置有梯形形状的磁铁插入孔51a1～51d1。梯形形状以在转子50的内周方向成为突状(在外周方向为凹状)的方式被形成。
磁铁插入孔51a1插入有永久磁铁。在本实施例中，在梯形形状的磁铁插入孔51a1插入有3个、与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁52a1～52a3。在磁铁插入孔51a1形成有向内侧突出的突部51a3、51a5。通过该突部51a3、51a5来限制在磁铁插入孔51a1内的永久磁铁52a1～52a3的位置。
在本实施例中，永久磁铁52a1～52a3以在磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间形成有间隙的方式被插入磁铁插入孔51a1。
作为以在磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间形成有间隙的方式将永久磁铁52a1～52a3插入磁铁插入孔51a1的方法，典型地使用“间隙配合法”。例如，在将永久磁铁52a1～52a3插入磁铁插入孔51a1时，以在磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间形成间隙的方式来设定磁铁插入孔51a1的、与轴方向成直角的截面的内周形状或者永久磁铁52a1～52a3的、与轴方向成直角截面的外周形状。磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间的间隙，至少在转子50的径方向形成即可。
作为永久磁铁，采用铁氧体磁铁或者稀土类磁铁等。此外，从制造的容易性的观点来看，虽然优选使用与轴方向成直角截面形状为长方形的板状的永久磁铁，但是也可以使用不同形状的永久磁铁。此外，也可以适当地选择插入磁铁插入孔的永久磁铁的个数。
使用“间隙配合法”时，与使用“压配合方法”或“热压配合方法”的情况相比，能够更简单地将永久磁铁52a1～52a3插入磁铁插入孔51a1。由此，永久磁铁52a1～52a3不会破损或裂口。此外，也不需要特别的设备。
在将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时产生的、起到扩大主磁极部a的外径的作用的应力，由磁铁插入孔51a1和永久磁铁52a1～52a3之间的间隙吸收。这样，通过在磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间形成间隙，能够减低主磁极部a的外径的扩大量。
另外，上述的应力就发生在将旋转轴插入了旋转轴插入孔的状态。在本说明书中，记载的“在将旋转轴插入旋转轴插入孔时产生的应力”包含“在将旋转轴插入了旋转轴插入孔的状态产生的应力”的情况。
永久磁铁52a1～52a3的与轴方向成直角的截面的面积影响磁转矩的大小。因此，优选在能够减低主磁极部a的外径的扩大量的范围内，将磁铁插入孔51a1与永久磁铁52a1～52a3之间的间隙尽可能设定得窄。
另外，被插入主磁极部a～d的磁铁插入孔51a1～51d1中的永久磁铁，以相邻的主磁极部彼此为异极的方式被磁化。即，以N极的主磁极部和S极的主磁极部在圆周方向交互配置的方式被磁化。
另外，作为磁化永久磁铁的方法，例如可以使用在转子50的旋转轴插入孔59插入了旋转轴60之后，给和转子50对向的定子40的定子线圈41通以着磁用电流的方法。
在磁铁插入孔51a的、转子的外周侧的端壁(外周侧端壁)51a2、51a4与转子50的外周面(在图4中为第二外周面50DA、50AB)之间，设置有空隙(非磁性区域)51a6、51a7。空隙51a6、51a7，由切割了孔和外周面50DA、50AB的凹部而形成。此外，在空隙部51a6、51a7也可以填充非磁性材料。
在磁铁插入孔51a1的外周侧端壁51a2、51a4和空隙部51a6、51a7之间设置有桥53a1、53a3。此外，在空隙部51a6、51a7和转子50的第二外周面50DA、50AB之间，设置有桥53a2、53a4。
通过在磁铁插入孔51a1的外周侧端壁51a2、51a4和转子50的外周面之间设置空隙部51a6、51a7，能够防止被插入到磁铁插入孔51a1中的永久磁铁的磁通发生泄漏。
此外，通过在磁铁插入孔51a1的外周侧端壁51a2、51a4和转子50的外周面之间设置有桥53a1～53a4，能够提高转子50相对于离心力的强度。
空隙部51a6、51a7的形状和形成方法是可以适当变更的。例如也可以省略桥53a1、53a3，以在转子外周侧形成空隙的方式设置定位永久磁铁52a2、52a3的定位部。作为定位部，可以设置和突部51a3、51a5相同的突部。
此外，在主磁极部a，相比磁铁插入孔51在外周侧，设置有铆接销插入孔55a。铆接销插入孔55a被配置在主磁极部a的中心线(d轴)上。在铆接销插入孔55a，插入有用于使上述的层叠体和端板54一体化的铆接销56a。
在本实施例中，铆接销56a以在铆接销插入孔55a和铆接销56a之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔55a。
作为将铆接销56a以在铆接销插入孔55a和铆接销56a之间形成间隙的方式插入铆接销插入孔55a的方法，典型地使用“间隙配合法”。例如，铆接销56a被插入铆接销插入孔55a时，以在铆接销插入孔55a和铆接销56a之间形成间隙的方式来设定铆接销插入孔55a的、与轴方向成直角的截面的内周形状或者铆接销56a的、与轴方向成直角的截面的外周形状。典型地，铆接销56a的外径设定得比铆接销插入孔55a的内径小。
将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时产生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，被铆接销插入孔55a和铆接销56a之间的间隙被吸收。这样，通过在铆接销插入孔55a和铆接销56a之间形成间隙，能够减低主磁极部a的外径的扩大量。
优选在能够减低主磁极部a的外径的扩大量的范围内，将铆接销插入孔55a和铆接销56a之间的间隙尽可能设定得窄。
铆接销插入孔55a和铆接销56a之间的间隙至少可以在转子50的径方向形成。
利用层叠了多张电磁钢板的层叠体构成转子时，主磁极部a的、相比磁铁插入孔51a1在外周侧的位置存在轴方向膨胀，而使轴方向的长度变长。在本实施例中，在主磁极部a的、相比磁铁插入孔51a1在外周侧的位置，由铆接销56a将转子一体化。由此，能够抑制主磁极部a的、相比磁铁插入孔51a1在外周侧的位置在轴方向发生膨胀，防止轴方向的长度变长。
此外，由于相比磁铁插入孔51a1在外周侧设置有铆接销插入孔55a以及铆接销56a，所以能够提高相比磁铁插入孔51a1在外周侧的磁阻。由此，能够减低流过磁铁插入孔51a1的外周侧的、成为声音或振动的发生原因的磁通。
此外，在主磁极部a，相比磁铁插入孔51a1以及铆接销插入孔55a在外周侧设置有铆接部57a1、57a2。铆接部57a1、57a2，相对于主磁极部a的中心轴(d轴)，被设置在圆周方向的两侧(线对称)。铆接部57a1、57a2，在层叠多张电磁钢板时，用于固定各电磁钢板。通常，铆接部通过加工电磁钢板而形成。铆接部例如由具有凹凸部的突起构成。
在本实施例中，作为铆接部57a1、57a2，设置有在转子的径方向长的铆接部。在转子的径方向长的铆接部，由从转子50的内周侧向外周侧以及从转子50的外周侧向内周侧并在轴方向倾斜的楔形的突起构成。
将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时发生的、起到扩大主磁极部a的外径的作用的应力，由在径方向长的铆接部57a1、57a2的倾斜部吸收。这样，通过在主磁极部a设置在转子的径方向长的铆接部57a1、57a2，能够减低主磁极部a的外径的扩大量。
在此，由于定子40的槽43，或者由于PWM控制方式的反相器的使用，高频磁通会流经转子50的外周部。如果高频磁通流经转子50的外周部，则铁损增加而电动机特性会下降。该高频磁通能够通过提高转子外周部的磁阻来降低。
但是，为了避免对转子50的离心力的影响等，优选避免在转子50的外周处配置部件。
铆接部57a1、57a2，通过加工电磁钢板而形成，因此，设置了铆接部57a1、57a2时磁阻的增加量大于设置了铆接销插入孔55a时磁阻的增加量。
因此，将铆接部57a1、57a2设置在相比铆接销插入孔55a的外周侧时，与将铆接销插入孔55a设置在相比铆接部57a1、57a2的外周侧时相比，能够减低流经转子50的外周侧的高频磁通。通过减低高频磁通，也能够减低转子50的铁损。此外，铆接部不需要铆接销等其他的部件。因此，在将铆接部57a1、57a2设置了在外周侧的情况，与将铆接销插入孔55a设置在了外周侧情况相比，对转子50的离心力的影响也会减低。
此外，在本实施例中，铆接部57a1、57a2相对主磁极部a的中心线(d轴)被配置在圆周方向的两侧。由此，不会因铆接部57a1、57a2而妨碍磁通向主磁极部a的中央部的集中。因此，能够防止电动机效率下降。
在转子50的辅助磁极部ab、da，通路孔58ab、58da被设置在转子50的内周侧。通路孔58ab、58da，典型地是在轴方向贯通转子50的孔(贯通孔)。通路孔58ab、58da被设在辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)上。
另外，在本说明书中，所述的“被设置在转子50的内周侧”的记载表示的是被设置在相比转子50的径方向的长度(转子内周面与外周面之间的距离)的中心的内周侧。此外，所述的“被设置在转子的外周侧”的记载表示的是被设置(被配置)在相比转子50的径方向的长度的中心的外周侧。
通路孔58ab、58da用作流通冷却介质和润滑油等介质的通路。冷却介质也包括空气。
将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时发生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔58ab、58da的空间吸收。这样，通过在辅助磁极部ab、da设置通路孔58ab、58da，能够减低辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
此外，由于在转子50的内周侧设置通路孔58ab、58da，所以作用于在通路孔58ab内流动的介质的离心力与在转子50的外周面设置了通路孔的情况相比要小。由此，通路孔58ab、58da内流动的介质的流体阻力被降低，从而介质能够容易地在通路孔58ab、58da内流动。
如果转子的外径通过在将具有大于旋转轴插入孔的内径的外径的旋转轴插入旋转轴插入孔时所产生的应力而扩大，则转子的外周面与定子的内周面之间的间隙会变窄。
如果转子的外周面与定子的内周面之间的间隙变窄，则流过间隙的磁通量会增加。此时，如果给永磁式电动机的定子绕线的供给电压的上限被确定了，则永磁式电动机的最大转数会下降。此外，以相同转数、相同转矩进行了比较的情况下，根据永磁式电动机的规格不同，会发生铁损增加，电动机性能恶化的问题。
此外，如果由于转子的外径的扩大而导致定子绕线的感应电压紊乱，则流经转子的外周部的高频磁通会增加。如果流经转子的外周部的高频磁通增加，则铁损增加，电动机效率下降。
此外，如果转子的外周面与定子的内周面之间的间隙不均匀地变窄，则可能产生声音或者震动。
此外，根据状况不同，存在转子的外周面与定子的内周面可能接触的问题。
由于在旋转轴60被插入旋转轴插入孔59时发生的应力所导致的转子的外径的扩大量，其中，辅助磁极部的外径比配置了永久磁铁的主磁极部的外径大。因此，可以认为利用被设置在辅助磁极部ab、da的通路孔58ab、58da，不能充分吸收该应力。
在此，对应辅助磁极部ab、da的外周面(和辅助磁极部ab、da的q轴交叉的外周面)50AB、50DA的形状被形成为和对应主磁极部a的外周面(何主磁极部a的d轴交叉的外周面)50A的形状不同的形状。在本实施例中，转子50的中心O和对应辅助磁极部ab、da的外周面50AB、50DA之间的距离的最大值被设定得小于转子50的中心O和对应主磁极部a的外周面50A之间的距离的最大值。即，外周面50AB、50DA和定子40的内周面(齿前端面42a)之间的间隙(缝隙)g(参照图3)的最大值被设定得大于外周面50A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。
在本实施例中，对应主磁极部a的外周面50A的曲线形状被形成为在主磁极部a的中心线(d轴)上具有曲率中心的圆弧形状。在图4中，形成为以在主磁极部a的d轴上的、转子50的中心为曲率中心、半径为Rd的圆弧形状。此外，对应辅助磁极部ab的外周面50AB的曲线形状被形成为在辅助磁极部ab的中心线(q轴)上具有曲率中心的圆弧形状。在图4中，形成为从在辅助磁极部ab的q轴上的、转子50的中心向和外周面50AB相反侧离开的点P为曲率中心、半径为Rq的圆弧形状。在此，半径Rq被设定得大于半径Rd(Rq＞Rd)。即，转子50的外周面由与主磁极部a～d的d轴交叉的、具有第一曲线形状的第一外周面50A～50D和、与辅助磁极部ab～da的q轴交叉的、具有第二曲线形状的第二外周面50AB～50DA构成。
这样，在本实施例中，对应辅助磁极部ab、da的外周面50AB、50DA和定子40的内周面之间的间隙的最大值大于对应主磁极部a的外周面50A与定子40的内周面之间的间隙的最大值。由此，即使在由于应力而扩大了辅助磁极部ab、da的外径时，也能够防止转子50的外周面与定子40的内周面之间的间隙不均匀地变窄。因此，能够减低齿槽转矩，从而减低由齿槽转矩引起的声音和振动。
关于外周面50A的宽度(用角度θ或者沿圆周方向的长度所表示)或者外周面50AB的幅度(用角度或者沿圆周方向的长度所表示)可以进行适当地选择。此时，以在对应于在圆周方向相邻的磁铁插入孔51a1、51b1的、在圆周方向相邻的外周侧端壁51a4、51b2的位置配置第二外周面50AB的方式，形成外周面50A、50B或者外周面50AB。
近年来，作为永磁式电动机的控制方式，使用无传感器控制方式。在该无传感器控制方式中，假定定子绕线的感应电压的波形为正弦波，利用输入电压和输入电流检测出转子的位置。在这种无传感器控制方式中，如果定子绕线的感应电动势的波形所包含的高次谐波成分变多，则转子的位置检测精度会降低。如果转子的位置检测精度降低，则不能进行最佳控制，会降低永磁式电动机的效率。
在本实施例中，因为对应辅助磁极部ab、da的外周面50AB、50DA的曲率半径设定得大于对应主磁极部a的外周面50A的曲率半径，所以转子50的外周面在外周面50A和外周面50AB、50DA的交界部不急剧地变化。由此，外周面50A和外周面50AB、50DA的交界部，在通过配置了定子40的齿42的位置时，抑制了流到定子40的齿42的磁通的急剧的变化。通过抑制流到齿42的磁通的急剧的变化，减少了定子绕线的感应电压所包含的高次谐波成分。因此，即使使用无传感器控制方式，也能够进行最佳的控制，从而能够提高永式磁电动机的效率。
在本实施例中，对应主磁极部a～d的50A～50D，与本发明的“和主磁极部的d轴交叉并具有在外周方向形成为突状的第一曲线形状的第一外周面”对应。此外，对应辅助磁极部ab～da的外周面50AB～50DA，与本发明的“和辅助磁极部的q轴交叉并具有在外周方向形成为突状的第二曲线形状的外周面”对应。
另外，对应辅助磁极部ab、da的外周面50AB、50DA的曲线形状和对应主磁极部a的外周面50A的曲线形状不限定于圆弧形状。
在本实施例中，永久磁铁52a1～52a3，以在磁铁插入孔51a1和永久磁铁52a1～52a3之间形成间隙的方式被插入在被设置在主磁极部a的磁铁插入孔51a1中。此外，铆接销56a以在铆接销插入孔55a和铆接销56a之间形成间隙的方式被插入在被设置在主磁极部a的铆接销插入孔55a中。此外，在主磁极部a，设置有在径方向长的铆接部57a1、57a2。由此，在将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时产生的、起到扩大转子50的主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔51a1和永久磁铁52a1～52a3之间的间隙、铆接销插入孔55a和铆接销56a之间的间隙、在径方向长的铆接部57a1、57a2吸收。因此，能减低主磁极部a的外径的扩大量，此外还能防止永久磁铁破损或裂口。
此外，在辅助磁极部ab、da设置有通路孔58ab、58da。由此，在将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时产生的、起到扩大转子50的辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔58ab、58da的空间吸收。因此，能够减低辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
此外，转子50的外周面由对应主磁极部a的第一外周面50A和对应辅助磁极部ab、da的第二外周面50AB、50DA构成。并且，第二外周面50AB、50DA和定子40的内周面之间的间隙的最大值设定得大于第一外周面50A和定子40的内周面之间的间隙的最大值。由此，由于将旋转轴60插入旋转轴插入孔59时产生的应力，即使在转子50的辅助磁极部ab、da的外径被扩大的情况下，也能够防止转子50的外周面和定子40的内周面之间的间隙变窄。
因此，在能够提高电动机性能的同时，还能够防止永久磁铁的破损或者裂口的发生、声音或者振动的发生。
此外，第二外周面50AB、50DA的曲率半径设定得大于第一外周面50A的曲率半径。由此，抑制了转子50的外周面在第一外周面50A和第二外周面50AB、50DA的交界部急剧地变化。因此，能够抑制流过齿42的磁通的急剧的变化，能够减低感应电压所包含的高次谐波成分。
此外，铆接销插入孔55a以及铆接部57a1、57a2被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔51a1的外周侧。由此能够提高主磁极部a的、相比磁铁插入孔51a1的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极的外周侧的磁通。
此外，铆接销插入孔55a被设置在相比磁铁插入孔51a1的外周侧。由此，能够防止因转子50的、相比磁铁插入孔51a1在外周侧的位置在轴方向膨胀而使轴方向的长度变长。
此外，铆接部57a1、57a2被设置在相比铆接销插入孔55a的外周侧。由此，能够减低流过转子50的外周侧的高频磁通，从而减低转子50的铁损。
[第二实施例]
第二实施例的永磁式电动机的转子150如图5所示。图5是转子150的横截面图。
在本实施例的转子150的旋转轴插入孔159插入有具有大于旋转轴插入孔159的内径的外径的旋转轴160。
在主磁极部a设置有形成为弓形形状的磁铁插入孔151a1。弓形形状在转子150的内周方向形成为突状(在外周方向为凹状)。
在磁铁插入孔151a1插入有弓形形状的永久磁铁152a。永久磁铁152a，以在磁铁插入孔151a1和永久磁铁152a之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔151a1中。例如，使用“间隙配合法”来插入。
在磁铁插入孔151a1的外周侧端壁151a2、151a3和转子150的外周面(图5中为150DA、150AB)之间设置有桥153a1、153a2。
在主磁极部a，在磁铁插入孔151a1的外周侧，设置有在圆周方向长的铆接部157a。
此外，在主磁极部a，相比铆接部157a在外周侧(转子150的外周侧)设置有铆接销插入孔155a。在铆接销插入孔155a插入有铆接销156a。在本实施例中，铆接销56a，以在铆接销插入孔155a和铆接销156a之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔155a中。例如，用“间隙配合法”被插入。
铆接销插入孔155a被配置在转子150的外周侧时，被插入铆接销插入孔155a的铆接销插入孔156a也被配置在转子150的外周侧。由此，由于转子150的旋转平衡好，所以平衡块54a(参照图2)的高度能够降低。因此，能够缩短转子150的轴方向的长度，使转子150小型化。
铆接部157a、铆接销插入孔155a被配置在主磁极部a的中心线(d轴)上。
此外，在主磁极部a，通路孔158a1、158a2被设置在相比铆接部157a的外周侧。通路孔158a1、158a2相对于主磁极部a的中心线(d轴)被设置在圆周方向的两侧(线对称)。
在辅助磁极部ab、da，在转子150的内周侧，设置有通路孔158ab、158da。
此外，在辅助磁极部ab、da，相比通路孔158ab、158da在外周侧形成有在径方向长的铆接部157ab、157da。
通路孔158ab、158da、铆接部157ab、157da，被配置在辅助磁极部ab、da2的中心线(q轴)上。
转子150的外周面，和第一实施方式的转子50同样，由对应主磁极部a～d的外周面(第一外周面)150A～150D和、对应辅助磁极部ab～da的外周面(第二外周面)150AB～150DA构成。
对应主磁极部a的外周面150A被形成为以在主磁极部a的中心线(d轴)上的、转子150的中心O为曲率中心、半径为Rd的圆弧形状。此外，对应辅助磁极部ab的外周面150AB被形成为以从在辅助磁极部ab的中心线(q轴)上的、转子的中心O向和外周面150AB相反侧离开的点P为曲率中心、半径为Rq的圆弧形状。在此，半径Rq被设定得大于半径Rd(Rq＞Rd)。即，外周面150AB和定子40的内周面之间的间隙g的最大值，被设定得大于外周面150A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。
另外，外周面150A以及150AB的曲线形状和曲率中心可以适当地设定。
在本实施方式中，在将旋转轴160插入旋转轴插入孔159时产生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔151a1和永久磁铁152a之间的间隙、铆接销插入孔155a和铆接销156a之间的间隙、通路孔158a1、158a2的空间吸收。由此，能够减低由应力导致的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴160插入旋转轴插入孔159时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔158ab、158da的空间、径方向长的铆接部157ab、157da吸收。由此，能够减低由应力导致的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
并且，转子150的外周面由对应主磁极部a的外周面(第一外周面)150A和对应辅助磁极部ab、da的外周面(第二外周面)150AB、150DA构成。并且，外周面150AB、150DA和定子40的内周面之间的间隙g的最大值设定得大于外周面150A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。由此，即使在因将旋转轴160插入旋转轴插入孔159时产生的应力而将转子150的辅助磁极部ab、da的外径扩大了的情况下，也能够防止转子150的外周面和定子40的内周面之间的间隙变窄。
因此，能够在提高电动机性能的同时，防止永久磁铁的裂口或破损、以及发生声音或振动。
此外，第二外周面150AB、150DA的曲率半径设定得大于第一外周面150A的曲率半径。由此，抑制了转子150的外周面在第一外周面150A和第二外周面150AB、150DA的交界部急剧地变化。因此，能够抑制流过齿42的磁通的急剧的变化，能够减低感应电压所包含的高次谐波成分。
此外，铆接销插入孔155a以及通路孔158a1、158a2被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔151a1的外周侧。由此能够提高主磁极部a的、相比磁铁插入孔151a1的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极的外周侧的磁通。
此外，铆接销插入孔155a被配置在转子150的外周侧。由此，由于转子150的旋转平衡变好，所以能够降低平衡块54a的高度，能使转子150小型化。
此外，铆接销插入孔155a被设置在相比磁铁插入孔151a1的外周侧。由此，能够防止转子150的、相比磁铁插入孔151a1的外周侧的位置在轴方向膨胀。
此外，因为通路孔158ab、158da被设置在相比铆接部157ab、157da的内周侧(转子150的内周侧)，所以会减低作用在流经通路孔158ab、158da内的介质上的离心力。由此，所以会减低流经通路孔158ab、158da内的介质的流体阻力，从而介质能容易地在通路孔158ab、158da内流动。
[第三实施例]
第三实施例的永磁式电动机的转子250如图6所示。图6是转子250的横截面图。
在转子250的旋转轴插入孔259插入有具有大于旋转轴插入孔259的内径的外径的旋转轴260。
在转子250的主磁极部a，呈V字状地设置有磁铁插入孔251a1和251a4。V字状在转子250的内周方向形成为突状(在外周方向为凹状)。在磁铁插入孔251a1和251a4之间(主磁极部a的中央部)设置有桥253a1。
在磁铁插入孔251a1和251a4插入有与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁252a1、252a2。在磁铁插入孔251a1、251a4形成有用于定位永久磁铁252a1、252a2的位置的突部251a3、251a6。由此，在磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧端壁251a2、251a5和永久磁铁252a1、252a2的端部之间形成空隙。利用该空隙抑制永久磁铁252a1、252a2的磁通被短路。
永久磁铁252a1、252a2以在磁铁插入孔251a1、251a4和永久磁铁252a1、252a2之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔251a1、251a4中。例如，使用“间隙配合法”被插入。
在主磁极部a，相比磁铁插入孔251a1、251a4在外周侧，设置有在径方向长的铆接部257a。铆接部257a被设置在主磁极部a的中心线(d轴)上。
在辅助磁极部ab、da，在转子250的外周侧，设置有铆接销插入孔255ab、255da。在铆接销插入孔255ab、255da中，插入有铆接销256ab、256da。在本实施例中，铆接销256ab、256da，以在铆接销插入孔255ab、255da和铆接销256ab、256da之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔255ab、255da中。例如，使用“间隙配合法”被插入。
铆接销插入孔255ab、255da被配置在转子250的外周侧时，被插入铆接销插入孔255ab、255da的铆接销256ab、256da也被配置在转子250的外周侧。由此，由于转子250的旋转平衡变好，所以平衡块54a(参照图2)的高度能够降低。因此，能够缩短转子250的轴方向的长度，使转子250小型化。
此外，在辅助磁极部ab、da，相比铆接销插入孔255ab、255da在外周侧设置有通路孔258ab1、258ab2、258ab3、258da1、258da2、258da3。
铆接销插入孔255ab、255da和内径大的通路孔258ab1、258da1被配置在辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)上。内径小的通路孔258ab2、258ab3、258da2、258da3，相对于辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)被配置在圆周方向两侧(线对称)。
铆接销插入孔255ab、255da被配置在转子250的外周侧，通路孔258ab1～258ab3、258da1～258da3被配置在转子250的内周侧。
转子250的外周面，和第一实施方式的转子50的外周面同样，由对应主磁极部a～d的外周面(第一外周面)250A～250D和对应辅助磁极部ab～da的外周面(第二外周面)250AB～250DA构成。
对应主磁极部a的外周面250A被形成为以在主磁极部a的中心线(d轴)上的、转子250的中心O为曲率中心、半径为Rd的圆弧形状。此外，对应辅助磁极部ab的外周面250AB被形成为以从在辅助磁极部ab的中心线(q轴)上的、转子的中心O向和外周面250AB相反侧离开的点P为曲率中心、半径为Rq的圆弧形状。在此，半径Rq被设定得大于半径Rd(Rq＞Rd)。即，外周面250AB和定子40的内周面之间的间隙g的最大值被设定得大于外周面250A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。
另外，外周面250A以及250AB的曲线形状和曲率中心可以适当地设定。
如果从被插入磁铁插入孔251a1、251a4的永久磁铁252a1、252a2发生的磁通经由定子40的齿42而被短路，则流过齿42的磁通发生变动，发生齿槽转矩。一旦发生齿槽转矩，就会发生声音或振动。
在此，在本实施例中，在对应辅助磁极部ab、da的外周面(第二外周面)250AB、250DA，在与磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧端壁251a2、251a5对向的位置设置有凹部250a1、250a2。凹部250a1、250a2的宽度A(用角度或者沿圆周方向的长度来表示)、深度h的最小值，以能够抑制由永久磁铁252a1、252a2发生的磁通经由齿42被短路的方式来设定。此时，也要考虑电动机效率来设定。另外，凹部250a1、250a2的宽度A被设定得大于磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧端壁251a2、251a5的宽度(用角度或者沿圆周方向的长度来表示)。
凹部250a1、250a2的深度h，是使对应辅助磁极部ab、da的外周面250AB、250DA沿圆周方向延长了的假想外周面(图6的虚线)和凹部250a1、250a2的底面之间的距离。
在本实施例中，将旋转轴260插入旋转轴插入孔259时发生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔251a1、251a4和永久磁铁252a1、252a2之间的间隙、径方向长的铆接部257a吸收。由此，能够减低由应力引起的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴260插入旋转轴插入孔259时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔258ab1～258ab3的空间以及铆接销插入孔255ab和铆接销256ab之间的间隙、通路孔258da1～258da3的空间以及铆接销插入孔255da和铆接销256da之间的间隙吸收。由此，能够减低由应力引起的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
并且，转子250的外周面由对应主磁极部a的外周面(第一外周面)250A和对应辅助磁极部ab、da的外周面(第二外周面)250AB、250DA构成。并且，外周面250AB、250DA和定子40的内周面之间的间隙g的最大值被设定得大于外周面250A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。由此，即使在因将旋转轴260插入旋转轴插入孔259时产生的应力而使转子250的辅助磁极部ab、da的外径扩大了的情况下，也能够防止转子250的外周面与定子40的内周面之间的间隙变窄。
因此，在能够提高电动机性能的同时，还能够防止永久磁铁的破损或者裂口的发生、声音或者振动的发生。
此外，外周面250AB、250DA的曲率半径被设定得大于外周面250A的曲率半径。由此，抑制了转子250的外周面在外周面250A与外周面250AB、250DA的交界部急剧地变化。因此，能够抑制流过齿42的磁通急剧地变化，能够减低定子绕线的感应电压所包含的高次谐波成分。
此外，铆接部257a被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧。由此能够提高主磁极部a的、相比磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极的外周侧的磁通。
此外，铆接销插入孔255ab、255da被设置在辅助磁极部ab、da。由此，在直接连接转子250的内周面和外周面的辅助磁极部ab、da的位置，通过铆接销256ab、256da而使转子一体化。因此，能够提高转子250的强度。
此外，铆接销插入孔255ab、255da被配置在转子250的外周侧。由此，由于转子250的旋转平衡变好，所以平衡块54a的高度能够降低，能够使平衡块54a小型化。因此，能够缩短转子250的轴方向的长度，使转子250小型化。
此外，因为通路孔258ab1～258ab3、258da1～258da3被设置在相比铆接销插入孔255ab、255da的内周侧(转子的内周侧)，所以会减低作用于流过通路孔258ab1～258ab3、258da1～258da3内的介质的离心力。由此，因为流过通路孔258ab1～258ab3、258da1～258da3内的介质的流体阻力被减低，所以介质能够容易地在通路孔258ab1～258ab3、258da1～258da3内流动。
此外，在对应辅助磁极部ab、da的外周面(第二外周面)250AB、250DA，在与磁铁插入孔251a1、251a4的外周侧端壁251a2、251a5对向的位置设置有凹部250a1、250a2。由此，能够防止永久磁铁的磁通经由定子40的齿42而被短路，减低齿槽转矩。因此，能减低由齿槽转矩引起的声音和振动。
[第四实施例]
第四实施例的永磁式电动机的转子350如图7所示。图7是转子350的横截面图。
在转子350的旋转轴插入孔359插入有具有大于旋转轴插入孔359的内径的外径的旋转轴360。
在转子350的主磁极部a设置有梯形形状的磁铁插入孔351a1。梯形形状在转子350的内周方向形成为突状(在外周方向为凹状)。在磁铁插入孔351a1，插入有3个与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁352a1、352a2、352a3。在磁铁插入孔351a1形成有用于定位永久磁铁352a1～352a3的突部351a3、351a5。永久磁铁352a1～352a3以在磁铁插入孔351a1和永久磁铁352a1～352a3之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔351a1。例如使用“间隙配合法”被插入。
在转子350的主磁极部a、辅助磁极部ab、da，和第三实施例的转子250同样，设置有铆接部、铆接销插入孔、通路孔。
在主磁极部a，相比磁铁插入孔351a1在外周侧，设置有在径方向长的铆接部357a。
在辅助磁极部ab、da，在转子350的外周侧，设置有铆接销插入孔355ab、355da。此外，在辅助磁极部ab、da，相比铆接销插入孔355ab、355da在内周侧，设置有通路孔358ab1、358ab2、358ab3、358da1、358da2、358da3。铆接销356ab、356da，以在铆接销插入孔355ab、355da和铆接销356ab、356da之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔355ab、355da。例如使用“间隙配合法”被插入。
铆接销插入孔355ab、355da被配置在转子350的外周侧时，被插入铆接销插入孔355ab、355da的铆接销356ab、356da也被配置在转子350的外周侧。由此，由于转子350的旋转平衡变好，所以平衡块54a(参照图2)的高度能够降低。因此，能够缩短转子350的轴方向的长度，能使转子350小型化。
此外，转子350的外周面，由对应主磁极部a～d的外周面(第一外周面)350A～350D和对应辅助磁极部ab～da的外周面(第二外周面)350AB～350DA构成。
转子350的中心O和对应于辅助磁极部ab的外周面350AB之间的距离的最大值被设定得小于转子350的中心O和对应于主磁极部a的外周面350A之间的距离的最大值。即，外周面350AB和定子40的内周面之间的间隙g的最大值被设定得大于外周面350A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。
在本实施例中，对应主磁极部a的外周面350A被形成为以在主磁极部a的中心线(d轴)上的、转子350的中心O为曲率中心、半径为Rd的圆弧形状。此外，对应辅助磁极部ab的外周面350AB被形成为在辅助磁极部ab的中心线(q轴)上的、转子350的中心O为曲率中心、半径为Rq的圆弧形状。半径Rq被设定得小于半径Rd(Rq＜Rd)。换言之，对应辅助磁极部ab的外周面350AB是切割对应主磁极部a的外周面350A在圆周方向延伸的假想外周面(图7的虚线)形成的凹部350ab的底面。
外周面350A的宽度(用角度θ或者沿圆周方向的长度来表示)或者外周面350AB的幅度(用角度或者沿圆周方向的长度来表示)，以能够抑制由永久磁铁产生的磁通经由齿42被短路的方式来设定。外周面350AB被配置在对应在圆周方向相邻的主磁极部a、b的磁铁插入孔351a1、351b1的、在圆周方向相邻的外周侧端壁的位置。
在本实施例中，将旋转轴360插入旋转轴插入孔359时发生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔351a1和永久磁铁352a1～352a3之间的间隙、在径方向长的铆接部357a吸收。由此，能够减低由应力引起的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴360插入旋转轴插入孔359时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔358ab1～358ab3的空间、铆接销插入孔355ab和铆接销356ab之间的间隙、通路孔358da1～358da3的空间、铆接销插入孔355da和铆接销356da之间的间隙吸收。由此，能够减低由应力引起的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
并且，转子350的外周面，由对应主磁极部a的外周面(第一外周面)350A和对应辅助磁极部ab、da的外周面(第二外周面)350AB、350DA构成。而且，外周面350AB、350DA和定子40的内周面之间的间隙g的最大值被设定得大于外周面350A和定子40的内周面之间的间隙g的最大值。由此，即使在因将旋转轴360插入旋转轴插入孔359时产生的应力而使转子350的辅助磁极部ab、da的外径扩大了的情况下，也能够防止转子350的外周面和定子40的内周面之间的间隙变窄。
因此，在能够提高电动机性能的同时，还能够防止永久磁铁的破损或者裂口的发生、声音或者振动的发生。
此外，铆接部357a被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔351a1的外周侧。由此，能够提高主磁极部a的磁铁插入孔351a1的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极的外周侧的磁通。
此外，铆接销插入孔355ab、355da被设置在辅助磁极部ab、da。由此，在直接连接转子350的内周面和外周面的辅助磁极部ab、da的位置，通过铆接销356ab、356da而使转子一体化。因此，能够提高转子350的强度。
此外，铆接销插入孔355ab、355da被配置在转子350的外周侧。由此，由于转子350的旋转平衡变好，所以平衡块54a的高度能够降低，能够使转子350小型化。
此外，因为通路孔358ab1～358ab3、358da1～358da3被设置在相比铆接销插入孔355ab、355da的内周侧(转子350的内周侧)，所以会减低作用于流过通路孔358ab1～358ab3、358da1～358da3内的介质上的离心力。因为流过通路孔358ab1～358ab3、358da1～358da3内的介质的流体阻力被减低，从而介质能够容易地在通路孔358ab1～358ab3、358da1～358da3内流动。
此外，在与磁铁插入孔351a1的外周侧端壁351a2、351a4对向的位置设置有凹部350da、350ab。由此，能够抑制永久磁铁的磁通经由定子40的齿42而被短路，减低齿槽转矩。因此，能减低由齿槽转矩引起的声音和振动。
以上，说明了将本发明的技术用在与辅助磁极部对应的外周面的形状不同于与主磁极部对应的外周面的形状的转子的情况。
本发明的技术，也可以用于对应辅助磁极部的外周面的形状和对应主磁极部的外周面的形状相同的转子。
[第五实施例]
第五实施例的永磁式电动机的转子450如图8所示。图8是转子450的横截面图。
转子450的外周面，由对应主磁极部a～d的外周面450A～450D和对应辅助磁极部ab～da的外周面450AB～450DA构成。外周面450A～450D以及450AB～450DA，形成为以转子450的中心O为曲率中心、半径为R的圆弧形状。
在主磁极部a设置有梯形形状的磁铁插入孔451a1。梯形形状在转子450的内周方向形成为突状(在外周方向为凹状)。在磁铁插入孔451a1，插入有3个与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁452a1～452a3。在磁铁插入孔451a1形成有用于定位永久磁铁452a1～452a3的突部451a3、451a5。永久磁铁452a1～452a3以在磁铁插入孔451a1和永久磁铁452a1～452a3之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔451a1。例如使用“间隙配合法”被插入。
在磁铁插入孔451a1的外周侧端壁451a2、451a4和转子450的外周面之间，经由桥453a1～453a3设置有空隙451a6、451a7。
在主磁极部a，相比磁铁插入孔451a1在外周侧设置有铆接销插入孔455a。铆接销插入孔455a被配置在主磁极部a的中心线(d轴)上。此外，在主磁极部a，相比铆接销插入孔455a在外周侧，设置有在径方向长的铆接部457a1、457a2。铆接部457a1、457a2相对于主磁极部a的中心轴(d轴)，被设置在圆周方向的两侧(线对称)。铆接销456a以在铆接销插入孔455a和铆接销456a之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔455a。例如，使用“间隙配合法”被插入。
在辅助磁极部ab、da，在转子450的内周侧设置有通路孔458ab、458da。通路孔458ab、458da被设置在辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)上并在转子450的内周侧。
在本实施例中，将旋转轴460插入旋转轴插入孔459时产生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔451a1和永久磁铁452a1～452a3之间的间隙、铆接销插入孔455ab和铆接销456ab之间的间隙、在径方向长的铆接部457a1、457a2吸收。由此，能够减低由应力引起的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴460插入旋转轴插入孔459时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔458ab、458da的空间吸收。由此，能够减低由应力引起的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
因此，能够在提高电动机性能的同时，防止永久磁铁的裂口或破损、以及发生声音或振动。
此外，铆接销插入孔455a以及铆接部457a1、457a2被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔451a1的外周侧。由此能够提高主磁极部a的、相比磁铁插入孔451a1的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极部a的外周侧的磁通。
此外，铆接销插入孔455a被设置在相比磁铁插入孔451a1的外周侧。由此，能够抑制转子450的、相比磁铁插入孔451a1的外周侧的位置在轴方向膨胀，从而能够防止轴方向的长度变长。
此外，铆接部457a1、457a2被设置在相比铆接销插入孔455a的外周侧。由此，能够减低流过转子50的外周侧的高频磁通，从而减低转子50的铁损。
此外，因为通路孔458ab、458da被设置在转子450的内周侧，所以会减低作用于流过通路孔458ab、458da内的介质上的离心力。由此，因为流过通路孔458ab、458da内的介质的流体阻力被减低，所以介质能够容易地在通路孔458ab、458da内流动。
[第六实施例]
第六实施例的永磁式电动机的转子550如图9所示。图9是转子550的横截面图。
转子550的外周面，由对应主磁极部a～d的外周面550A～550D和对应辅助磁极部ab～da的外周面550AB～550DA构成。外周面550A～550D以及550AB～550DA，形成为以转子550的中心O为曲率中心、半径为R的圆弧形状。
在主磁极部a设置有梯形形状的磁铁插入孔551a1。在磁铁插入孔551a1，插入有3个与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁552a1～552a3。在磁铁插入孔551a1形成有用于定位永久磁铁552a1～552a3的突部551a3、551a5。永久磁铁552a1～552a3以在磁铁插入孔551a1和永久磁铁552a1～552a3之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔551a1。例如使用“间隙配合法”被插入。
在磁铁插入孔551a1的外周侧端壁551a2、551a4和转子550的外周面之间，经由桥553a1～553a3设置有空隙551a6、551a7。
在主磁极部a，相比磁铁插入孔551a1在外周侧，设置有在径方向长的铆接部557a。铆接部557a被配置在主磁极部a的中心线(d轴)上。
在辅助磁极部ab、da，在转子550的外周侧，设置有铆接销插入孔555ab、555da。此外，在辅助磁极部ab、da，相比铆接销插入孔555ab、555da在内周侧，设置有在径方向长的铆接部557ab、557da。此外，在辅助磁极部ab、da，相比铆接部557ab、557da在内周侧，设置有通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2。铆接销插入孔555ab、555da，铆接部557ab、557da被配置在辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)上。通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2，相对辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)被配置在圆周方向的两侧(线对称)。并且，铆接销556ab、556da以在铆接销插入孔555ab、555da和铆接销556ab、556da之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔555ab、555da。例如使用“间隙配合法”被插入。
铆接销插入孔555ab、555da被配置在转子550的外周侧时，被插入铆接销插入孔555ab、555da的铆接销556ab、556da也被配置在转子550的外周侧。由此，由于转子550的旋转平衡变好，所以平衡块54a(参照图2)的高度能够降低。因此，能够缩短转子550的轴方向的长度，能使转子550小型化。
在本实施例中，将旋转轴560插入旋转轴插入孔559时产生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔551a1和永久磁铁552a1～552a3之间的间隙、在径方向长的铆接部557a吸收。由此，能够减低由应力引起的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴560插入旋转轴插入孔559时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2的空间、在径方向长的铆接部557ab、557da、铆接销插入孔555da和铆接销556da之间的间隙吸收。由此，能够减低由应力引起的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
因此，能够在提高电动机性能的同时，防止永久磁铁的裂口或破损、以及发生声音或振动。
此外，铆接部557a被设置在主磁极部a的、相比磁铁插入孔551a1的外周侧。由此，能够提高主磁极部a的、相比磁铁插入孔551a1的外周侧的磁阻。因此，能够减低成为声音或者振动的发生原因的、流过主磁极部a的外周侧的磁通。
此外，铆接部557a被设置在转子550的外周侧。由此，能够减低流过转子550的外周侧的高频磁通，能够减低转子550的铁损。
铆接销插入孔555ab、555da被设置在辅助磁极部ab、da。由此，在直接连接转子550的内周面和外周面的辅助磁极部ab、da的位置，通过铆接销556ab、556da而使转子一体化。因此，能够提高转子550的强度。
此外，铆接销插入孔555ab、555da被配置在转子550的外周侧。由此，由于转子550的旋转平衡变好，所以平衡块54a的高度能够降低，能够使转子550小型化。
此外，因为通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2被设置在转子550的内周侧，所以会减低作用于流过通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2内的介质上的离心力。由此，因为流过通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2内的介质的流体阻力被减低，从而介质能够容易地在通路孔558ab1、558ab2、558da1、558da2内流动。
[第七实施例]
第七实施例的永磁式电动机的转子650如图10所示。图10是转子650的横截面图。
转子650的外周面，由对应主磁极部a～d的外周面650A～650D和对应辅助磁极部ab～da的外周面650AB～650DA构成。外周面650A～650D以及650AB～650DA，形成为以转子650的中心O为曲率中心、半径为R的圆弧形状。
在主磁极部a设置有直线形状的磁铁插入孔651a1。直线形状以与转子650的径方向垂直的方式而被形成。在磁铁插入孔651a1，插入有与轴方向成直角的截面形状为长方形的板状的永久磁铁652a。在磁铁插入孔651a1形成有用于定位永久磁铁652a的突部651a3、651a5。由此，永久磁铁652a的端部和磁铁插入孔651a1的外周侧端壁651a2、651a4之间形成空隙。永久磁铁652a以在磁铁插入孔651a1和永久磁铁652a之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔651a1。例如使用“间隙配合法”被插入。
在主磁极部a，相比磁铁插入孔651a1在内周侧，设置有通路孔658a。
在辅助磁极部ab、da，在转子650的外周侧，设置有在径方向长的铆接部657ab、657da。此外，在辅助磁极部ab、da，相比铆接部657ab、657da在内周侧，设置有铆接销插入孔655ab、655da。铆接销插入孔655ab、655da、铆接部657ab、657da被配置在辅助磁极部ab、da的中心线(q轴)上。并且，铆接销656ab、656da以在铆接销插入孔655ab、655da和铆接销656ab、656da之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔655ab、655da。例如使用“间隙配合法”被插入。
并且，在转子650的外周面，在与磁铁插入孔651a1的外周侧端壁651a2、651a4对向的位置形成有凹部650a1、650a2。凹部650a1、650a2的宽度(用角度或者沿圆周方向的长度来表示)A、深度h的最小值，以能够抑制由永久磁铁652a发生的磁通经由齿42被短路的方式来设定。此时，也要考虑电动机效率来设定。另外，凹部650a1、650a2的宽度A设定得大于磁铁插入孔651a1的外周侧端壁651a2、651a4的宽度(用角度或者沿圆周方向的长度来表示)。
凹部650a1、650a2的深度h，是转子650的主磁极部a沿圆周方向延伸的的假想外周面(图10的虚线)和切割了该假想外周面而形成的凹部650a1、650a2的底面之间的距离。
在本实施例中，将旋转轴660插入旋转轴插入孔659时发生的、起到扩大主磁极部a的外径作用的应力，由磁铁插入孔651a1和永久磁铁652a之间的间隙、通路孔658a吸收。由此，能够减低由应力引起的主磁极部a的外径的扩大量。
此外，在将旋转轴660插入旋转轴插入孔659时产生的、起到扩大辅助磁极部ab、da的外径作用的应力，由铆接销插入孔655ab、655da和铆接销656ab、656da之间的间隙、在径方向长的铆接部657ab、657da吸收。由此，能够减低由应力引起的辅助磁极部ab、da的外径的扩大量。
因此，能够在提高电动机性能的同时，防止永久磁铁的裂口或破损、以及发生声音或振动。
此外，铆接部657ab、657da被设置在转子650的外周侧。由此，能够减低流过转子650的外周侧的高频磁通，能够减低转子650的铁损。
此外，铆接销插入孔655ab、655da被设置在辅助磁极部ab、da。由此，在直接连接转子650的内周面与外周面的辅助磁极部ab、da的位置，通过铆接销656ab、656da而使转子一体化。因此，能够提高转子650的强度。
此外，因为通路孔658a被设置在转子650的内周侧，所以会减低作用于流过通路孔658a内的介质上的离心力。由此，因为流过通路孔658a内的介质的流体阻力被减低，从而介质能够容易地在通路孔658a内流动。
此外，铆接部657ab、657da被设置在相比铆接销插入孔655ab、655da的外周侧。由此，转子650的外周侧的磁阻增加。因此，能够减低流过转子650的外周侧的高频磁通。
本发明关于转子的主磁极部，至少可以采用在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的结构。并且，除了这种结构，也可以采用各种其他的结构。例如，可以采用将铆接销插入孔、通路孔或者在径方向长的铆接部设置在磁铁插入孔的外周侧或者内周侧的结构中的某一个或者多个组合。另外，铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。
此外，关于转子的辅助磁极部，可以采用设置铆接销插入孔、通路孔或者在径方向长的铆接部的结构中的某一个或者多个组合。并且，除了这种结构，还可以采用将对应辅助磁极部的外周面和定子的内周面之间的间隙的最大值设定得大于对应主磁极部的外周面和定子的内周面之间的间隙的最大值的结构、在转子的外周面并在与磁铁插入孔的外周侧端端壁对向的位置设置凹部的结构。
通过组合与主磁极部相关的上述结构以及与辅助磁极部相关的上述结构，而能够在各种组合分别获得固有的效果。
另外，铆接销插入孔、通路孔、铆接部的大小、配设位置、数量能够进行适当地选择。
本发明不仅限于在实施方式中所说明的结构，可以进行各种变更、追加、删除。
例如，能够适当地选择磁铁插入孔的形状、配设位置、数量等。能够适当地选择插入到磁铁插入孔的永久磁铁的形状、数量等。永久磁铁的材料，可以进行适当地选择。
转子和定子的结构并不限于在实施例说明的结构。
本发明的永磁式旋转机械，可以适用于驱动被设置在空气调节机(空调设备)或者电冰箱等的压缩装置的压缩机的电动机、被安装在汽车等车辆上的电动机(驱动汽车的电动机、驱动被安装在汽车上的窗玻璃、雨刷、座位、方向盘、门)等的车载设备的电动机。

Claims (14)

1.一种永磁式旋转机械，其具备定子和转子，在转子上，从与轴方向成直角的截面来看，在圆周方向交互地配置有主磁极和辅助磁极，在主磁极，沿转子的轴方向设置有插入了永久磁铁的磁铁插入孔，还在转子上，沿转子的轴方向设置有插入了旋转轴的旋转轴插入孔和插入了铆接销的铆接销插入孔，在旋转轴插入孔插入具有比旋转轴插入孔的内径大的外径的旋转轴，其特征在于，
转子的外周面从与轴方向成直角的截面来看，由第一外周面和第二外周面构成，该第一外周面与主磁极部的d轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第一曲线形状，该第二外周面与辅助磁极部的q轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第二曲线形状，
第一外周面的第一曲线形状形成为以d轴上的转子的中心为曲率中心、具有半径Rd的圆弧形状，第二外周面的第二曲线形状形成为以q轴上的、从转子的中心向与该第二外周面相反侧离开的点为曲率中心、具有比半径Rd大的半径Rq的圆弧形状，使得第二外周面和定子的内周面之间的距离的最大值大于第一外周面和定子的内周面之间的距离的最大值，
铆接销插入孔被设置在辅助磁极上，
永久磁铁以在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔，
铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。
2.根据权利要求1所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的辅助磁极部，通路孔沿轴方向被设置。
3.根据权利要求2所述的永磁式旋转机械，其特征在于，通路孔相比铆接销插入孔被设置在内周侧。
4.根据权利要求1所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的主磁极部或者辅助磁极部的至少一方，设置有在转子的径方向长的铆接部。
5.根据权利要求2所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的主磁极部或者辅助磁极部的至少一方，设置有在转子的径方向长的铆接部。
6.根据权利要求3所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的主磁极部或者辅助磁极部的至少一方，设置有在转子的径方向长的铆接部。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的径方向长的铆接部相比铆接销插入孔或者通路孔被设置在外周侧。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在第二外周面，在与磁铁插入孔的外周侧端壁对向的位置上形成有凹部。
9.一种永磁式旋转机械，其具备定子和转子，在转子上，从与轴方向成直角的截面来看，在圆周方向交互地配置有主磁极和辅助磁极，在主磁极部，沿转子的轴方向设置有插入了永久磁铁的磁铁插入孔，还在转子上，沿转子的轴方向设置有插入了旋转轴的旋转轴插入孔、插入了铆接销的铆接销插入孔和通路孔，其特征在于，
转子的外周面从与轴方向成直角的截面来看，由第一外周面和第二外周面构成，该第一外周面与主磁极部的d轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第一曲线形状，该第二外周面与辅助磁极部的q轴交叉，并具有在外周方向形成为突状的第二曲线形状，
第一外周面的第一曲线形状形成为以d轴上的转子的中心为曲率中心、具有半径Rd的圆弧形状，第二外周面的第二曲线形状形成为以q轴上的、从转子的中心向与该第二外周面相反侧离开的点为曲率中心、具有比半径Rd大的半径Rq的圆弧形状，使得第二外周面和定子的内周面之间的距离的最大值大于第一外周面和定子的内周面之间的距离的最大值，
铆接销插入孔在转子的主磁极部，相比磁铁插入孔被设置在外周侧，
通路孔被设置在转子的辅助磁极部，
永久磁铁以在磁铁插入孔和永久磁铁之间形成间隙的方式被插入磁铁插入孔，
铆接销以在铆接销插入孔和铆接销之间形成间隙的方式被插入铆接销插入孔。
10.根据权利要求9所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的主磁极部或者辅助磁极部的至少一方，设置有在转子的径方向长的铆接部。
11.根据权利要求10所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在转子的径方向长的铆接部相比铆接销插入孔或者通路孔被设置在外周侧。
12.根据权利要求9至10中任一项所述的永磁式旋转机械，其特征在于，在第二外周面，在与磁铁插入孔的外周侧端壁对向的位置上形成有凹部。
13.一种压缩机，具有电动机，其特征在于，使用了权利要求1至12中任一项所述的永磁式旋转机械作为电动机。
14.一种汽车，其安装了电动机，其特征在于，使用了权利要求1至12中任一项所述的永磁式旋转机械作为电动机。
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